在本文中，我將向您展示如何使用 DATAQ 儀器型號(hào) DI-4108-U、WinDaq 數(shù)據(jù)采集軟件和 400 安培交流/直流電流探頭（電子專業(yè)型號(hào) 697）顯示和記錄電流（安培）。我將使用當(dāng)前信息來(lái)確定典型家用電器使用多少能源。

我之所以選擇 DI-4108-U，是因?yàn)樗且环N通用、現(xiàn)成的數(shù)據(jù)記錄器，具有 ±200 mV 至 ±10V 滿量程的可編程測(cè)量范圍。根據(jù)您是否要進(jìn)行其他測(cè)量或設(shè)備部署的位置，您可能需要選擇其他設(shè)備（請(qǐng)參閱下面的兼容設(shè)備列表）。

在美國(guó)，交流電流通過(guò)絕緣電纜流入家用電氣設(shè)備，絕緣電纜通常有三根電線穿過(guò)它們;熱線，接地和中性線。

在此示例中，我將監(jiān)視烤面包機(jī)烤箱在模擬烹飪周期中的當(dāng)前消耗。由于電流以相反的方向流過(guò)地線和熱線，如果我們要夾緊兩根電線，我們將得到 0（零）安培的凈電流讀數(shù)。為了只夾住熱線，我們已經(jīng)打開(kāi)了電源線以訪問(wèn)內(nèi)部的電線（我們不建議在家中這樣做）。

連接

我使用的是電子專業(yè)型號(hào) 697 AC/DC 電流鉗。在 40A AC 設(shè)置下，輸出為 10mV/A（也有 400A 范圍）。電流鉗有兩根輸出線（紅色和黑色），我將連接到 DI-4108-U 上的模擬通道 1。

設(shè)置和縮放

連接后，將 WinDaq 配置為在通道 1 上顯示當(dāng)前。

將 DI-4108-U 連接到 PC 上的可用 USB 端口并運(yùn)行 WinDaq 儀表板。選擇 DI-4108-U 并啟動(dòng) WinDaq 數(shù)據(jù)采集軟件。

從“編輯”下拉菜單中選擇“頻道設(shè)置”。由于我們知道電流鉗的最大輸出為0.400V（40A范圍內(nèi)為10mV/Amp），因此我們將選擇20 （±0.500V）的增益。這為我們?cè)陔娏縻Q的滿量程輸出上提供了最佳分辨率。

接下來(lái)，縮放 WinDaq 以顯示電流（安培）而不是伏特：

從“編輯”下拉菜單中選擇“工程單位設(shè)置”。

由于電流鉗位的輸出在 40 安培時(shí)為 0.400V，因此上層電壓輸入 0.400，上電平 EU 輸入 40。

對(duì)于較低級(jí)別（伏特和歐），輸入 0。

在此示例中，我們將制作歐盟標(biāo)簽放大器。

優(yōu)化波形顯示，以匹配電流鉗的滿量程測(cè)量范圍（40 安培）。從“縮放”下拉菜單中選擇“限制”，然后輸入“40”作為上限，輸入“0”作為下限。

因?yàn)槲艺谑褂?40A AC 設(shè)置來(lái)獲取交流電流;我們將使用RMS 采集方法*來(lái)顯示平均交流電流，而不是顯示瞬時(shí)值。

從“編輯”下拉菜單中選擇“首選項(xiàng)”，選擇“最大采樣率”并取消選中自動(dòng)選項(xiàng)。

接下來(lái)，我將通過(guò)從“編輯”下拉菜單中選擇“首選項(xiàng)”并選擇“RMS 窗口大小”來(lái)選擇 RMS 窗口大小。窗口大小是 WinDaq 用于計(jì)算 RMS 的樣本的大小。我希望窗口大小包含波形的幾個(gè)完整周期。由于我正在查看 60 Hz 信號(hào)，因此周期（完成一個(gè)周期所需的時(shí)間）為 16.67 毫秒。我將選擇 0.1 秒（100 毫秒）的窗口大小，涵蓋幾乎六個(gè)完整的周期。

取消選中“自動(dòng)”選項(xiàng)并選擇 RMS 窗口大小后，從“通道設(shè)置”窗口（“編輯》》通道設(shè)置”）中選擇 RMS 采集方法。

WinDaq 現(xiàn)在配置為顯示 RMS 電流。

進(jìn)行電流測(cè)量

現(xiàn)在我將插入百吉餅，選擇烹飪?cè)O(shè)置并打開(kāi)烤面包機(jī)烤箱的電源。

正如您在下面看到的，一旦通電，RMS 電流在大約 110 ms 內(nèi)從 0 跳到大約 12 安培 RMS。

插入 120 VAC 插座并消耗大約 12 安培，我們發(fā)現(xiàn)烤面包機(jī)烤箱消耗 1，440 瓦（瓦特 = 伏特 x 安培）。

通過(guò)將功率（以瓦特為單位）乘以烤面包機(jī)烤箱使用的小時(shí)數(shù)來(lái)計(jì)算瓦時(shí) （Wh）。

因此，如果我們每天使用烤面包機(jī)烤箱兩個(gè)小時(shí)，我們將消耗 2，880 Wh。

結(jié)論

使用簡(jiǎn)單、廉價(jià)的電流鉗和現(xiàn)成的 DATAQ Instruments 數(shù)據(jù)記錄儀和 WinDaq 數(shù)據(jù)采集軟件，您可以輕松監(jiān)控和記錄當(dāng)前數(shù)據(jù)。然后，采集的電流數(shù)據(jù)可用于獲取其他重要信息，例如功耗。

審核編輯：郭婷